基于反激拓撲的光伏微型并網(wǎng)逆變器

【摘要】：太陽能是一種清潔的可再生能源,開發(fā)對太陽能的利用有助于緩解當前面臨的能源危機和環(huán)境危機,而光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)將太陽能轉(zhuǎn)換成高價值的電力產(chǎn)品是一種非常有效的太陽能利用方式。其中逆變模塊是將一個光伏組件連接一個微型并網(wǎng)逆變器構(gòu)成一個光伏發(fā)電系統(tǒng),具有適應(yīng)性強,能源轉(zhuǎn)換效率高,市場面廣等優(yōu)點,正作為光伏發(fā)電領(lǐng)域一個新的熱點而受到極大地關(guān)注。 逆變模塊中的微型逆變器作為光伏組件的輸出及電網(wǎng)的輸入,需要滿足對光伏組件進行最大功率點跟蹤等要求,也需要滿足一系列的光伏并網(wǎng)等標準。本文對此進行了整理,列出了對逆變模塊中微型逆變器設(shè)計的具體要求。 基于反激拓撲的微型逆變器結(jié)構(gòu)簡單,實現(xiàn)了功率的單級控制,能有效地節(jié)省成本；且基于反激拓撲的微型逆變器只有一級高頻開關(guān)環(huán)節(jié),并提出控制反激拓撲工作在準諧振模式,進一步提高整個系統(tǒng)的效率。 詳細闡述了基于反激拓撲的微型逆變器的工作原理,得出了基于反激拓撲的微型逆變器輸出功率控制及輸出波形控制的方法；并詳細分析了反激電路工作在準諧振模式的原理。 根據(jù)原理及要求設(shè)計了微型逆變器的功率主電路,并用MATHCAD軟件對設(shè)計的功率主電路進行了損耗計算分析。并設(shè)計了針對基于反激拓撲的微型逆變器的控制算法及保護電路。 通過MATLAB, PSIM對電路進行仿真驗證,并搭建100W的樣機對電路進行實驗驗證,通過對仿真波形及實驗波形的分析比較,充分驗證設(shè)計的有效性。 【關(guān)鍵詞】：光伏 逆變模塊 反激 準諧振 最大功率點跟蹤 鎖相環(huán)
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢9-11
• 1.1.1 集中式結(jié)構(gòu)9-10
• 1.1.2 組串式結(jié)構(gòu)10
• 1.1.3 多支路組串式結(jié)構(gòu)10-11
• 1.1.4 逆變模塊結(jié)構(gòu)11
• 1.2 MI國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢11-13
• 1.3 MI拓撲方案的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 MI拓撲結(jié)構(gòu)的分類13-14
• 1.3.2 諧振變換器方案14-15
• 1.3.3 隔離型Boost變換器方案15-16
• 1.3.4 反激變換器方案16-17
• 1.4 課題背景意義和本文主要工作17-19
• 2 基于反激拓撲的MI原理分析19-26
• 2.1 微型逆變器的主電路19
• 2.2 主電路的基本工作原理19-23
• 2.2.1 正弦饅頭波電流參考信號20-22
• 2.2.2 修正后的電流參考信號22-23
• 2.2.3 最大工作頻率下的電流參考信號23
• 2.3 反激電路工作在準諧振模式23-26
• 2.3.1 準諧振模式的原理23-25
• 2.3.2 準諧振模式的實現(xiàn)25-26
• 3 微型逆變器的設(shè)計26-44
• 3.1 功率電路的設(shè)計26-36
• 3.1.1 解耦電容的選取26-28
• 3.1.2 反激變壓器的設(shè)計28-32
• 3.1.3 吸收電路的設(shè)計32
• 3.1.4 濾波器的設(shè)計32-35
• 3.1.5 器件的損耗計算35-36
• 3.2 主電路的損耗分析36-38
• 3.3 控制算法及保護電路的設(shè)計38-44
• 3.3.1 保護電路設(shè)計38
• 3.3.2 最大功率點跟蹤算法38-41
• 3.3.3 鎖相環(huán)算法41-44
• 4 仿真驗證及實驗分析44-55
• 4.1 電路的仿真分析44-50
• 4.2 電路的實驗分析50-55
• 5 總結(jié)展望55-57
• 參考文獻57-60
• 致謝60-61
• 作者簡介61

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